“最近火遍全球的《第三次工業(yè)革命》中提出，人類對(duì)能源的利用將以分布式的方式進(jìn)行，如燃?xì)狻⒖稍偕茉吹龋艺J(rèn)為分布式光伏發(fā)電最有前景。”日前，中國(guó)電力科學(xué)研究院新能源研究所所長(zhǎng)劉純?cè)诮邮苡浾卟稍L時(shí)表示。
他還介紹說，我國(guó)計(jì)劃2020年光伏裝機(jī)達(dá)到100吉瓦，其中60吉瓦將是分布式發(fā)電。
然而，由于國(guó)內(nèi)太陽能資源和發(fā)電設(shè)備眾所周知的問題，分布式發(fā)電尚需接受諸多現(xiàn)實(shí)環(huán)境的考驗(yàn)。
成績(jī)不可小覷
問題不容回避
事實(shí)上，從2012年下半年到現(xiàn)在，電網(wǎng)公司已發(fā)布了多個(gè)促進(jìn)分布式發(fā)電發(fā)展的鼓勵(lì)性意見，這對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來說，可謂是邁出了艱難但具有實(shí)質(zhì)性的第一步。
以國(guó)家電網(wǎng)公司(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)網(wǎng)”)為例，自出臺(tái)鼓勵(lì)性政策以來，分布式光伏申請(qǐng)明顯增加，截至目前申請(qǐng)用戶585戶，裝機(jī)容量115.21萬千瓦，占分布式發(fā)電申請(qǐng)裝機(jī)容量的90%以上。
然而，雖然如此，可與其他國(guó)家相比，我國(guó)力量依舊十分“單薄”。在德國(guó)，2010、2011年平均光伏裝機(jī)約7.5吉瓦，其中2/3是250千瓦以下的小型裝機(jī)，而我國(guó)平均裝機(jī)為2兆瓦，且都是分布在工業(yè)園區(qū)。
“我國(guó)應(yīng)該多發(fā)展50千瓦及以下，或者250千瓦及以下的小型裝機(jī)。并且應(yīng)鼓勵(lì)在每一棟建筑、每戶家庭發(fā)展分布式發(fā)電。否則，我國(guó)分布式光伏是做不大的。”劉純講道。
此外，與集中開發(fā)的電網(wǎng)相比，分布式光伏發(fā)電不但受環(huán)境(屋頂面積)限制，而且也受電網(wǎng)條件的限制。“分布式是與負(fù)荷接在一起的，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)產(chǎn)生影響。”劉純表示。同時(shí)，分布式光伏發(fā)電還有一個(gè)劣勢(shì)，即發(fā)電設(shè)備離用戶更近，產(chǎn)生的一系列不利影響更容易被用戶感知。
并網(wǎng)難點(diǎn)多
技術(shù)尚待成熟
從技術(shù)層面來說，目前光伏發(fā)電的出力并不穩(wěn)定，尚處于探索階段的分布式光www.gesep.com環(huán)保伏發(fā)電，面臨諸多技術(shù)問題與挑戰(zhàn)。其一，分布式光伏發(fā)電接入電網(wǎng)后，對(duì)電網(wǎng)影響較大。不但每個(gè)接入點(diǎn)電壓變化范圍變大、接入點(diǎn)之間的電壓增大，而且母線電壓波動(dòng)幅度也增大。其二，由于分布式光伏點(diǎn)多面廣，如按常規(guī)接入方式管理，調(diào)度的投資、人員的需求都會(huì)大大增加。如果全部以專網(wǎng)形式接入，則通訊投資巨大，且現(xiàn)有調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不支持如此巨大數(shù)量的投入。國(guó)網(wǎng)發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)分布式電源并網(wǎng)管理工作的意見》中提出，10千伏接入用戶側(cè)的分布式光伏發(fā)電、風(fēng)電、海洋能發(fā)電項(xiàng)目，380伏接入的分布式電源項(xiàng)目，可采取無線公網(wǎng)通信方式。
然而劉純坦言，目前對(duì)此技術(shù)的研發(fā)正在進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)刻，還面臨很多技術(shù)難題。“其中主要是大數(shù)據(jù)問題，如大的氣象數(shù)據(jù)，大的數(shù)字天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，這是我們以前從未遇到過的難題。”
自適應(yīng)控制技術(shù)
引領(lǐng)未來技術(shù)趨勢(shì)
智能電網(wǎng)技術(shù)是解決分布式光伏并網(wǎng)問題的主要途徑，其中，分布式光伏自適應(yīng)控制技術(shù)是未來的一個(gè)重要發(fā)展方向。
“分布式光伏輸出功率的隨機(jī)性易造成電壓波動(dòng)和閃變。”劉純接著舉了一個(gè)例子，“寧夏自治區(qū)擬在紅寺堡鎮(zhèn)3800戶農(nóng)村居民屋頂各安裝4千瓦的分布式光伏，并通過220伏分散接入。但因?yàn)樵摰貐^(qū)用電負(fù)荷只有1千瓦，穿透率很大。如果一定要接入，只能重新建設(shè)電網(wǎng)。否則用戶會(huì)明顯感覺到電壓不穩(wěn)，電燈忽明忽暗。”
對(duì)電壓波動(dòng)和閃變問題，很多人提出以集中補(bǔ)償?shù)姆绞絹斫鉀Q。而實(shí)踐證明，集中補(bǔ)償在變壓器10千伏母目線側(cè)效果不明顯；在400伏/220伏線路末端補(bǔ)償電抗器，會(huì)大幅增加線損；而改變接入系統(tǒng)方案，匯集升壓后經(jīng)10千伏并網(wǎng)，則會(huì)影響經(jīng)濟(jì)性。
“通過集中控制和分散控制，每戶逆變器進(jìn)行自適應(yīng)無功電壓調(diào)節(jié)，這是唯一可行的方案。”劉純表示，“目前，中國(guó)電科院正在展開相關(guān)的技術(shù)研究。”
根據(jù)他的介紹，分布式光伏發(fā)電根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行無功甚至有功的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高并網(wǎng)點(diǎn)的電能質(zhì)量，根據(jù)峰谷電價(jià)調(diào)節(jié)電量，甚至可以提供調(diào)峰和緊急功率支持等輔助服務(wù)，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。在此過程中，分布式光伏不再是被動(dòng)的接入者，而是HTTP://WWW.GESEP.COM智能電網(wǎng)的主動(dòng)參與者。
實(shí)現(xiàn)智能化后，分布式光伏將具有感知能力、信息交互能力、綜合判斷與決策能力，并可實(shí)現(xiàn)自適控制，更好地融入整個(gè)系統(tǒng)中。然而相比大電網(wǎng)的成熟技術(shù)，分布式光伏發(fā)電還處于起步階段，如何解決其面臨的重重難題，完善技術(shù)方案，尚需時(shí)間和實(shí)踐。
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